ESTRUTURAS DE MADEIRA LAMINADA COLADA NA CONSTRUÇÃO CIVIL
GONÇALVES, Carlos Felício (UNITRI) carlosfelicio78@yahoo.com.br PEIXOTO, Sérgio Augusto Pedroso (UNITRI) speixoto@unitri.edu.br
Resumo
Por todo período histórico o homem evoluiu na construção civil, sempre em busca de formas construtivas eficientes e rápidas. Por muito tempo o homem fez uso da pedra como o elemento construtivo, assim pode se perceber no Egito antigo com suas pirâmides, a muralha na china, também teve destaque na arquitetura grego-romana e no decorrer dos séculos seguintes, com os castelos e catedrais medievais. A madeira também foi um dos elementos utilizados ao longo dos séculos, mas, nem sempre era o material principal de uma obra, ela na maioria das vezes era usada como apoio, ferramenta de trabalho e muito pouco aproveitada como estrutura de um edifício. Ao longo do tempo o homem moderno começou a dar ênfase na madeira em relação as sistema estrutural, e passa a utilizá-la com grande escala na construção de moradias, pontes, prédios e outros. O objetivo da pesquisa desse artigo é reforçar e demonstrar que a madeira laminada colada pode ser uma alternativa sustentável na construção civil desde que seja feita com madeira de reflorestamento, e também por ser um sistema construtivo de fácil manejo e execução rápida da obra.
Palavra Chave: Estrutura, Madeira Laminada Colada, Construção Civil.
1.0. Introdução
Com a construção civil fundamentando-se e consolidando em todo o Brasil nos últimos anos, a procura por novas tecnologias construtivas para dinamizar o processo construtivo, faz com que o país invista em novas e velhas técnicas construtivas como o uso do aço nas edificações que antes era uma opção até que meio rejeitada pelos engenheiros e arquitetos pelo seu alto custo e falta mão de obra especializada.
Outro material que ganha bastante espaço no setor construtivo é o moldado, pois, também faz bastante sucesso na área, por conta da sua pré-fabricação e sua moldagem que de certa forma pode ser modelada conforme a sua necessidade estética e estrutural. O uso da madeira, também tem seu destaque na
indústria da construção civil, pois ela vem sendo usada com freqüência, mas não só como efeito decorativo, também como solução de problemas e material principal de um projeto, como por exemplo, estruturação de casas, pousadas, hotéis etc. A madeira que tem o maior uso atualmente nos projetos arquitetônicos é o eucalipto, o seu uso é na forma de madeira roliça, pois assim ela da ao projeto um ar exótico e natural a edificação.
A madeira poderia ser melhor aproveitada na indústria da construção civil, por ser um bem natural de fácil manuseio e extração, ela também tem um valor plástico considerável por ser maleável e resistente e tem bastante potencial na estruturação de grandes vãos e grandes edificações.
2.0. Metodologia
Esse artigo trata-se de uma pesquisa bibliográfica, feita de artigos técnicos que mostram a capacidade construtiva da madeira e suas qualidades principalmente no que diz respeito às estruturas de madeira laminada colada no desenvolvimento de projetos.
3.0. Desenvolvimento
Para se ter noção da capacidade do que a madeira é capaz irei destacar a madeira laminada colada, que é um processo centenário, mas pouco difundido no Brasil. Essa técnica, madeira laminada colada já é usada há bastante tempo nos Estados Unidos e na Europa entre outros lugares do planeta, ela tem como grande característica o vencimento de grandes vãos, que nos achamos que só as estruturas metálicas são capazes de vencer.
Outro aspecto importante deste processo é a sua sustentabilidade, pois, a madeira pode ser de florestas de eucalipto ou de pinos, que são floresta de áreas de reflorestamento ou de áreas onde a agricultura não utiliza mais por conta do desgaste do solo, dessa forma a madeira laminada colada passa a ser um material estrutural com grande potencial construtivo e ao mesmo tempo com um ciclo sustentável definido. Então vamos entender um pouco dessa técnica da "Madeira Laminada Colada" como ela funciona e é aplicada. Nas peças de madeira, reconstituídas a partir de lâminas (tábuas), que são de dimensões relativamente reduzidas se comparadas às dimensões da peça final assim constituída. Essas
lâminas, que são unidas por colagem, ficam dispostas de tal maneira que as suas fibras estejam paralelas entre si.
A Madeira Laminada Colada ou MLC, é um tipo de produto engenhado de madeira para estruturas compostas de várias Lamelas de madeira coladas e dimensionadas formando um único membro grande, forte, estrutural. Veja na figura 01 a seguir um exemplo da técnica aplicada na construção de uma obra.
Figura 01. Abóboda em mdeira Laminda Colada Fonte:www.estruturasdemadeira.com.br
Como se percebe na figura acima a ligações são geralmente feitas com parafusos e placas de aço internas.
Madeira laminada colada, como outros produtos de madeira, representam um uso eficiente da madeira disponível. Enquanto a demanda por madeira continua a aumentar em todo o mundo há uma redução das madeiras de alta qualidade, grande diâmetro e combinada com as preocupações ambientais e as mudanças nas práticas de gestão florestal para fazer madeira maciça fica cada vez mais caro e mais difícil de se obter.
A MLC (Madeira Laminada Colada) é uma alternativa ecológica para concreto e aço por ter uma baixa energia incorporada na comparação. Pelo que se tem
conhecimento a sua aplicação concreta teve início no século XIX. O exemplo mais marcante que pode ser citado é o de arcos compostos por lâminas (tábuas) encurvadas e sobrepostas, mantidas unidas por ligações mecânicas. Essa técnica foi introduzida pelo Coronel Emy no final do século passado. No entanto, a junção das duas técnicas, para dar origem à Madeira Laminada-Colada (MLC) empregada na fabricação de elementos estruturais a serem utilizados na construção civil, só foi possível, com o surgimento de colas de alta resistência.
Foi, portanto, em 1906, com o aparecimento da cola de caseína (derivada do leite) que o mestre carpinteiro suíço Otto Hetzer teve a idéia de substituir pela cola, as ligações metálicas de braçadeiras e parafusos, utilizadas pelo Coronel Emy. Com isso, obteve-se uma seção mais homogênea e sem a ocorrência de deslizamentos entre as lâminas. Daí para frente, a MLC evoluiu em paralelo com o progresso ocorrido com as colas, que foram se tornando cada vez mais eficientes.
No entanto, foi em 1940, com o aparecimento das colas sintéticas que o sistema laminado-colado conheceu o seu grande progresso.Nas próximas figuras 02, 03 e 04 iremos ver o desenvolvimento do processo de fabricação de vigas de madeira laminada colada
Figura 02. Confecção de madeira laminada colada Fonte: www.estruturasdemadeira.com.br
Nesta imagem mostra o processo de montagem e colagem das vigas na prensa hidraulica, já na imagem ou figura 03 seguinte nota se que a peça já esta colada e com viga guase pronta, somente faltando acabamentos para a modelagem da peça.
Figura 03. Confecção de estruturas de madeira laminada Fonte:wwwestruturasdemadeira.com.br
Figura 04. Balanço em madeira laminada Fonte: www.estruturasdemadeira.com.br
Durante a evolução da madeira laminada colada no Brasil se usou varias madeiras no processo de colagem, madeiras de lei como o jacarandá, imbuia, o mogno, ipê, e o cumaru por serem madeiras com características propicias, em
relação a resistência, estética, e algumas apresentaram bastante eficácia na modelação, porem essas madeiras eram muito usadas por ser um material abundante na década de sessenta, até oitenta, com o passar dos tempo esse material passou a ter mais valor na industria moveleira e tornando o custo do processo mais carro. Assim o homem procura outras alternativas com madeiras mais baratas e resistentes, como o jatobá, o pau ferro, entre outras espécies utilizadas. Mas na década de noventa começa a ser valorizado o uso de madeiras de reflorestamento, como o pinos, pinheiro, e o eucalipto, pois com os pensamentos sustentáveis aflorando em todo o planeta, o processo madeira laminada colada também toma novos rumos com as madeiras utilizadas e passa a utilizar, madeiras de reflorestamento, que por sinal é muito sustentável por ter um ciclo definido no uso da madeira. A seguir, vamos observar algumas características, da madeira laminada colada.
3.1. Vantagens
Boas características mecânicas, devido sua baixa densidade, excelente comportamento na flexão e compressão, condutibilidade térmica pequena, melhor isolante entre todos os matérias tradicionais Ausência da dilatação térmica, suas características mecânicas são pouco alteradas em função da temperatura, grande resistência ao fogo, além de possuir um temperamento previsível durante um incêndio, facilidade de ligação aos outros materiais de construção, excelente resistência a agressões químicas (atmosferas salinas);
Possibilidade de realizar obras de grandes vãos livres, facilidade na pré-fabricação de peças, racionalização na construção e ganho de tempo na montagem e entrega da obra, leveza do conjunto estrutural, o que significa uma economia nas fundações, bom desempenho em ambientes úmidos e corrosivos, conforto acústico, durabilidade, boas características estéticas indiscutíveis, além de propiciar uma grande liberdade ao projetista e possuir uma diversidade de cores e texturas.
Para o aproveitamento de resíduos na geração de energia elétrica e vapor, a madeira utilizada é retirada de espécies de reflorestamento, ou seja, espécies que possuem um ciclo de crescimento em um intervalo de tempo relativamente pequeno. As espécies mais utilizadas geralmente atingem sua fase adulta por volta dos 10 à 15 anos, como é o caso do Pinus e do Eucalipto. Outra característica importante é a
resistência que madeira tem com sua exposição ao fogo. Pois ela tem maior resistência ao fogo em relação ao ferro que se torce com a exposição em altas temperaturas, e o concreto que também se danifica com rachaduras e trincas na edificação assim comprometendo a estrutura; Já a madeira devido a sua estabilidade estrutural se comporta melhor do que os outros materiais, pois ela queima por etapas onde cada camada vai se desfazendo de cada vez. Segundo Edna ela cita sobre a qualidade da madeira e suas especificações como os tipos biológicos na botânica. Na próxima citação iremos ver sobre um trecho de um estudo em que os materiais construtivos como o aço, concreto e madeira em relação a sua estrutura com resistência ao fogo
“ Por volta do século XX, mais precisamente a partir da década de 1950, os diferentes materiais (tais como o aço, betão, madeira, entre outros) passaram a ser alvo de investigação na busca do melhor desempenho quando em exposição ao fogo, com base em princípios científicos. Isto resultou em vantagens à madeira, pois assim pôde se comprovar, graças as suas propriedades físicas e mecânicas, que ela apresenta um comportamento diferente dos demais materiais utilizados em combustão, comportamento este que lhe é favorável. (PINTO, 2010. pág.2)”
Percebe-se que a madeira e mais resistente com relação ao fogo e enquanto os outros matérias se acabam a madeira ainda fica estruturalmente segura em casos que ela não é queimada por inteiro. Veja figura 05:
Figura 05. Teste de resistência ente aço e madeira lamiada Fonte: www.estruturasdemadeira.com.br
3.2. Desvantagens
Um dos problemas encontrados para a abertura do mercado deste tipo de material (MLC), além do problema do convencimento do usuário quanto à sua qualidade, é o problema do custo. Hoje em dia, o valor de uma peça de madeira laminada colada é maior do que o valor de uma Madeira de Lei. Isto faz com que seja difícil a competição no mercado. Intimidando a abertura de empresas deste ramo um dos elementos que mais encarecem a peça de MLC é o adesivo.
O gasto com a colagem dessas peças chega a representar cerca de 40% do custo total de sua fabricação, o que é um valor extremamente elevado. De acordo com análises a respeito das ligações coladas, pode-se observar que a ruptura do material, quando submetidos a esforços, raramente ocorre na junta de cola. De onde se conclui que a resistência da ligação com cola é maior que a resistência física natural da madeira, isto é, a cola utilizada na colagem das lâminas apresenta uma resistência superior ao necessário.
A diluição do adesivo como forma de baratear o produto foi uma alternativa sugerida. Constatou-se, através de um estudo realizado por BOHN [1995] que é viável diluir a cola com água até 40%, sem diminuir a resistência dos elementos fabricados, barateando, assim, o custo total da peça.
Outra dificuldade encontrada é no manuseio da madeira laminada colada em função do transporte das peças. Este fator limita as dimensões dos componentes devendo ser previamente estudado.
4.0. Conclusão
Conclui se então que o sistema de estruturas de madeira laminada colada é um sistema eficiente, eficaz, estético e principalmente sustentável, pode vir a agregar nos projetos de arquitetura e engenharia com mais uma opção estrutural e construtiva de forma artística e funcional de uma obra. Mas também como vimos o pouco uso da técnica da madeira laminada colada no Brasil, faz com que este processo ainda seja caro no país, mesmo com sua gama de qualidades. Então deve se aplicar ainda mais nos projetos a madeira de reflorestamento por ter um ciclo definido à curto prazo analógico. Assim o uso da madeira laminada colada ira diminuir os custos e agregar benefícios, quebrando preconceitos com relação à madeira na construção civil.
5.0. Referências bibliográficas
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PINTO, Edna Moura, CALIL, C.. Estudo da Taxa de Carbonização da Madeira e sua Relação com a Resistência de Peças Estruturais (CD ROM). In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA (9, 26 a 29 de Julho de 2004). Anais. Cuiabá, Universidade Federal de Mato Grosso. 2004.
A taxa de carbonização e a resistência mecânica da madeira exposta ao fogo. In: Revista TechBahia, Salvador. 2004. Proteção contra incêndio para habitações em madeira. Dissertação de Mestrado: Escola de Engenharias de São Carlos, Departamento de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Carlos.Página143.2001.
PINTO, Edna Moura, INO, A., DIAS, A. A.. Considerations about Fire Protection for Wood Houses: Codes, Brazilians Panorama. In: IX Reunión y Primer Congreso Iberoamericano de Investigacion y Desarrollo en Productos Forestales, Anais. Concepción: Universidade de Bio-Bio. 2000.
SCHAFFER, E. L.. Charring rate of selected woods-transverse to grain. Madison, WI: US Department of agriculture, Forest Products Laboratory. 1967.
WHITE, R. H., DIETENBERG, M. A.. Fire safety, In: FOREST PRODUCTS LABORATORY. Wood handbook - wood as an engineering material. Madison, USDA. Capítulo17, página17. 1999.
Sites:
http//.www blog estruturas de madeira –acesso 15/03/2011 as 21:00 hrs
http//.www Estruturas de Eucalipto e outros tipos de madeira - COBRIRE Construções Rústicas–acesso 18/03/2011 as 19:00 hrs
http//.www Estruturas de Madeira ou Aço - quais resistem mais ao fogo? –acesso 18/03/2011 as 19h:30min
